Dua orang yang kekuatan ototnya sama memasang paku pada sebuah kayu,
yang satu menggunakan paku yang ujungnya runcing dan yang lain
menggunakan paku yang ujungnya tumpul. Ternyata, paku yang ujungnya
runcing akan menancap lebih dalam daripada paku yang ujungnya tumpul.
Mengapa paku yang ujungnya tumpul tidak dapat menancap lebih dalam
daripada paku yang ujungnya runcing? Apakah peristiwa tersebut memiliki
hubungan dengan konsep tekanan?
Jika kamu
perhatikan, balon udara dan kapal selam memiliki ukuran yang relatif
sangat besar. Namun demikian, balon udara mampu terbang dan melayang ke
angkasa, sedangkan kapal selam dapat dikendalikan supaya mampu
tenggelam, melayang, bahkan mengapung di permukaan laut. Mengapa hal itu
bisa terjadi? Prinsip apakah yang berlaku pada balon udara dan kapal
selam? Pelajarilah bab ini dengan saksama karena kamu akan menemukan
jawabannya.
A. Pengertian
Tekanan
Berhati-hatilah jika kamu memegang benda tajam,
seperti pisau atau jarum. Mengapa demikian? Benda-benda tersebut selain
sangat dibutuhkan untuk memudahkan melakukan usaha, juga dapat
menyebabkan tubuh kamu terluka. Adapun pisau tumpul ataupun jarum tanpa
ujung runcing sukar untuk dapat digunakan melakukan kerja. Mengapa
demikian?
Apabila kamu perhatikan kaki-kaki unggas, seperti ayam,
itik, ataupun burung yang lainnya, ternyata memiliki bentuk yang
berbeda-beda. Mengapa demikian? Tuhan telah menciptakan kaki binatang
tersebut sedemikian rupa sesuai dengan fungsinya. Ada yang berfungsi
untuk berjalan, mencengkeram, dan berenang. Jika ayam dan itik berjalan
di jalan yang berlumpur, ternyata kedua bekas kaki unggas tersebut
memiliki kedalaman yang berbeda. Bekas kaki apakah yang lebih dalam?
Beberapa
peristiwa tersebut sangat berhubungan dengan salah satu konsep Fisika,
yaitu tekanan. Jadi, apakah tekanan itu?
B. Tekanan pada Zat Padat
Ketika
kamu mendorong uang logam di atas plastisin, berarti kamu telah
memberikan gaya pada uang logam. Besarnya tekanan uang logam pada
plastisin bergantung pada besarnya dorongan (gaya) yang kamu berikan dan
luas bidang tekannya. Semakin besar gaya tekan yang kamu berikan,
semakin
besar pula tekanan yang terjadi. Namun, semakin besar luas bidang tekan
suatu benda maka semakin kecil tekanan yang terjadi. Dengan demikian,
tekanan berbanding lurus dengan gaya tekan dan berbanding terbalik
dengan luas bidang tekan. Secara matematis, besaran tekanan dapat
dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:
dengan:
p = tekanan (N/m2)
F = gaya tekan (N)
A = luas bidang (m2)
Satuan
tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah N/m2. Satuan ini juga
disebut pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2. Setelah mengetahui bahwa besar
tekanan dipengaruhi oleh gaya dan luas bidang, sekarang kamu dapat
menjelaskan mengapa bekas kaki ayam lebih dalam daripada bekas kaki itik
jika keduanya berjalan di atas lumpur. Untuk memudahkan usaha (kerja),
kamu harus membuat pengiris bawang (pisau) atau jarum lebih runcing.
Oleh sebab itu, dengan memperkecil luas bidang tekan merupakan upaya
untuk memperbesar tekanan. Alat-alat berikut sengaja dibuat dengan
memperkecil luas bidang tekanannya untuk mendapatkan tekanan yang jauh
lebih besar.
C. Tekanan pada Zat
Cair
Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan.
Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kamu
menyelam maka kamu akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin
besar. Kamu dapat menyimpulkan bahwa semakin dalam posisi zat yang diam
maka semakin besar tekanannya berarti tekanan hidrostatis sebanding
dengan kedalaman (h).
Bagaimanakah tekanan hidrostatis pada
kedalaman tertentu untuk jenis zat cair berbeda? Apakah sama? Kamu sudah
mengetahui bahwa yang membedakan suatu jenis zat tertentu adalah massa
jenis. Semakin besar massa jenis suatu zat cair, semakin besar pula
tekanan pada kedalaman tertentu. Dengan kata lain, tekanan suatu zat
cair sebanding dengan besarnya massa jenis.
Oleh karena itu,
dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat
cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada
kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Pada
dunia teknik bendungan, para arsitek membuat suatu bendungan dengan
memperhitungkan tekanan hidrostatis. Hal ini ditunjukkan dengan semakin
menebalnya dinding bendungan ke arah dasar permukaan air.
D. Tekanan Udara
Tuhan Yang
Mahakuasa telah menciptakan langit sebagai "atap yang terpelihara" yang
disebut atmosfer. Atmosfer ini diciptakan Tuhan dengan sesempurna
mungkin sehingga dapat menjaga dari seluruh kemungkinan yang dapat
merusak bumi yang kamu cintai ini. Misalnya, meteor-meteor yang jatuh ke
bumi akan hangus terbakar digesek oleh lapisan atmosfer, angin matahari
yang sangat berbahaya bagi manusia dibelokkan oleh medan magnet bumi
serta radiasi ultraviolet yang juga berbahaya sebagian diserap oleh
atmosfer sehingga kadarnya jadi bermanfaat bagi manusia. Dengan kata
lain, atmosfer atau disebut juga udara diciptakan khusus untuk kehidupan
manusia. Atmosfer memiliki tekanan seperti halnya zat cair.
Tekanan
udara sangat memengaruhi cuaca. Terjadinya angin merupakan salah satu
hal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan atmosfer di dua daerah yang
berdekatan. Angin bersifat meratakan tekanan udara. Semakin besar
perbedaan tekanan udaranya, semakin kencang angin yang berhembus
sehingga terjadi keseimbangan tekanan. Perbedaan tekanan ini dipicu oleh
perbedaan suhu akibat pemanasan sinar matahari.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar